IV. ANALISIS DAN PEMBAHASAN. Proyek Pembangunan Gedung Perkuliahan di IAIN Jember

(1)

45 4.1 Data Umum Proyek

Proyek Pembangunan Gedung Perkuliahan di IAIN Jember Data-data Informasi Pembangunan sebagai-berikut :

 Nama Kegiatan : Penyelenggaraan Kegiatan dan Usaha Pendidikan

Tinggi IAIN Jember

 Nama Pekerjaan : Pembangunan Gedung Kuliah IAIN Jember  Lokasi Proyek : Jalan Mataram No. 01 Mangli, Jember  Luas Bangunan : 595 m2

 Pemilik Proyek : Kampus IAIN Jember  Konsultan Perencana : CV. Pilars Konsultan

 Alamat : Jl. Kahuripan No. 12, Jember  Kontraktor Pelaksana : PT.Hutomo Mandala Perkasa

 Alamat : Jl.Karimata No. 46, Sumbersari, Jember  Konsultan Pengawas : CV. Wijasena Konsultan

 Alamat : Jl. Kahuripan No. 12, Jember  Kondisi Bangunan : Gedung Kuliah

 Status Bangunan : Gedung Bertingkat 2 (dua) Lantai  Waktu penyelesaian : 180 Hari Kalender

 Rencana Anggaran Biaya : Rp.3.480.000.000,00

 No.kontrak : B.79/In.20/KS.01.7/06/2018  Tanggal kontrak : 06 Juni 2018 – 02 Desember 2018  Masa Pemeliharaan : 180 hari

(2)

4.2 Perhitungan Pada Konstruksi Bangunan Gedung

Gambar 4.1 Denah pondasi footplat

(3)

(4)

Gambar 4.4 Denah Plat

4.3 Pradesain Struktur Awal

4.3.1 Data Material Struktur

 Mutu Beton : f’c = 22.5 Mpa

 Mutu Baja : U 24

 Baja U 24 untuk besi tulangan Ø ≤ 12 Fy = 240

 Baja U 40 untuk besi tulangan D ≥ 13 Fy = 400

(5)

Gambar 4.5 Gambar 3D Eksisting 4.3.2 Beban yang Bereaksi

 Beban Mati

Terdiri dari balok, kolom, dan plat penyusun struktur bangunan gedung yang sudah dihitung secara otomatis menggunakan aplikasi SAP 2000 Versi 14. Adapun beban tambahan yaitu:

1. Beban Keramik = 24 kg/m2 2. Plester (2.5 cm) = 53 kg/m2 3. Beban ME = 25 kg/m2 4. Beban Plafond = 15 kg/m2 5. Beban Dinding = 250 kg/m2 6. Water Profing = 5 kg/m2  Beban Hidup 1. Gedung Sekolah = 250 kg/m2 2. Beban Atap = 100 kg/m2

(6)

4.4 Evaluasi Desain Konstruksi Gedung

4.5.1 Evaluasi Daya Dukung Pondasi

Faktor kapasitas daya dukung untuk digunakan dalam persamaan kapasitas daya dukung Terzaghi dari tabel 4-1 dapat diperkirakan (lihat Schemerment 1978) sebagai berikut :

0.8 Nq = 0.8 Nγ ≈ qc

Di mana qc adalah rata-rata selama interval kedalaman dari sekitar B / 2 di atas hingga 1,1 B di bawah pijakan pijakan. perkiraan ini harus berlaku untuk D / B ≤ 1,5. untuk tanah tanpa kohesi dapat digunakan :

Strip = 28 – 0.0052 _(kg/cm2) Square = 48 – 0.009 _(kg/cm2) Untuk tanah liat bisa digunakan :

Strip = 2 + 0.028 (kg/cm2) Square = 5 + 0.034 (kg/cm2)

Persamaan (4-18) hingga (4-19a) didasarkan pada bagan yang diberikan oleh skema yang dikreditkan ke referensi yang tidak diterbitkan oleh Awakti. ( Joseph E Bowles, Foundation Analysis and Desaign 5th : 266 – 267).

Dari data laboratorium menunjukkan bahwa kedalaman tanah keras antara 2.8 m – 3.2 m. untuk rumusan yang dipakai untuk evaluasi pondasi sendiri yaitu Square = 5 + 0.034 (kg/cm2), karena tanah merupakan tipe tanah liat dan bentuk pondasinya square/ persegi.

(7)

Gambar 4.6 Grafik Sondir. Menentukan nilai qc = ,

(8)

Jadi : qc = = 85 kg/cm2 Square = 5 + 0.034 (kg/cm2) = 5 + 0.034 . 85 = 33.9 kg/cm2 qa = = 33.9/3 = 11.3 kg/cm2 Aaaa = 1.1B , 10= b= B/2, 160

(9)

Gambar 4.7 Denah Pondasi Dalam SAP2000 q = qa x Apondasi = 11.3 x 160 x160 = 289280 kg = 2892.8 kN Cek.. q ijin = 2892.8 kN P = Fd + Fl = 458.334 + 62.461 = 520.795 kN

(10)

Tabel. 4.1 Reaksi Beban Mati

Tabel. 4.2 Reaksi Beban Hidup

TABLE: Joint Reactions

Joint OutputCase CaseType F1 F2 F3

Text Text Text KN KN KN

1 LIVE LinStatic -4.177 -1.93 62.461 49 LIVE LinStatic 3.949 -1.845 62.402 946 LIVE LinStatic -0.617 1.96 61.749 Ptanah = 2 x 65 x 175 x 160 = 3640000 cm3 = 3.64 m3 x 1700 = 6188 kg = 61.8 kN Ppondasi = Vc = 30 x 40 x 175 = 210000 cm3 = 0.21 m3 A1 = 30 x 40 x 160 = 1920000 cm3 = 0,192 m3 A2 = 25 x 65 x 40 = 65000 cm3 = 0.065 m3 A3 = ((15x65)/2) x 160 = 78000 x 2 = 156000 cm3 = 0.156 m3 Total = 0.623 m3 x 2400 = 1495 kg = 14.95 kN

P total = P + Ptanah + P pondasi = 536.536 + 61.8 + 14.95 = 613.286 kN Syarat P ≤ Qijin OK

613.286 kN ≤ 2892.8 kN OK TABLE: Joint Reactions

Joint OutputCase CaseType F1 F2 F3

1 DEAD LinStatic -25.951 -7.066 474.075

49 DEAD LinStatic 25.471 -6.701 473.709

(11)

4.5.2.1 Balok Konsol vu = 152.019 Ø = 0.75 a = 125 Μ = 1.4 b = 300 J = 0.85 h = 500 Nuc = 0.2 d = 400 L = 9 f'c = 22.5 fy = 240 qd = 4.71 wd = 16.485 ql = 2.5 wl = 8.75 wu = 1,2 wd + 1.6 wl Mc = 1/8WL = 33.782 = 255.50 w = wd + wl = 25.235 Vu = 1/2 Wu.L = 152.019 Vn ≥ Vu/Ø = 152.019/ 0.75 = 202.692 kN 0.2 x f'c x bw x d = 456000 N = 456 kN 456 kN ≥ 202.692 kN, jadi OK

 Konstruksi monolit, beton berbobot normal. Af =

= 603.25 mm2

 Nuc min

0.2 x Vu = 0.2 x 152.019

(12)

Af = = = 360. 18 mm2 An = = 168.91 mm2

 Cek tulangan utama yang menentukan As i. As = (2/3 x Avf) + An As = 571.08 ii. As = Af + An As = 529.09 As min = 0.04 (f'c/fy)b.d = 380 < 571.08 , OK Pakai As = 571.08

Sengkang tertutup horizontal ,Ah

Karena kasus (i) yang menentukan , maka : Ah = 1/3 Avf = 201.08

0.5 (As-An) = 201.08 Jadi Ah = 201.08

 Memilih ukuran tulangan a) As perlu = 571.08

Pakai 3D16 b) Ah perlu = 201.08

Pakai 2 buah sengkang tertutup ( 2 penampang) Ø10 yang dipasang dalam 2/3 d = (2/3) x 400 = 266.67 mm jarak vertical.

(13)

Gambar 4.8. Balok Konsol 4.5.2.2 Menentukan Profil WF F’c = 22.5 Mpa (n=9) Tebal Plat = 12 cm Beban Hidup = 250 kg/m2 Bo = 3.5 m L = 9 m Hitungan : be ≤ L/4 = 225 be ≤ bo = 225 ≤ 350, OK

 Menentukan nilai modular ratio, n :

Ah = 2D1010 400

(14)

Ec = 4700 √ = 21019 Mpa Es = 200000

n = Es/Ec = 9

Pelat beton ditransformasikan ke penampang baja, sehingga : Be/n = 225/9 = 25 cm Direncanakan profil WF 450.200.9.14 Menentukanletak garis Ӯ = ΣA.y/ΣA = 13 cm Pelat Beton Profil WF Jumlah Luas Tranformasi A(cm2) Lengan Momen y(cm) A.y (cm3) 300 96.76 396.76 6 1800 34.5 3338.22 5138.22 25 = be/n 12=t

Garis netral plat beton

Garis netral Komposit

Garis netral Profil WF 45 = h

13 = Ӯ = yca

44 = ys 1= ysa

(15)

dengan menggunakan teorema sumbu sejajar : Tabel 4.1 Teorema Sumbu Sejajar

Menghitung modulus penampang (S) : Sc = Sbeton = lx/yca = 7425.10 cm3 Ssa = S baja atas = Ix/ysa = 96526.34 cm3 Ssb = S baja bawah = Ix/ysb = 2193.78 cm3

 Pemeriksaan tegangan Perhitungan Beban :

1. Berat Profil WF = 76 kg/m 2. Berat Pelat Beton = 1008 kg/m 3. Berat Bekisting = 175 kg/m

Total qsbk = 1259 kg/m

Tahap 1 : Pelat beton belum mengeras(sebelum komposit) , beban seluruhnya dipikul oleh profil baja :

Mmax(sbk) = 1/8 x 1259 x = 12747.38 kg-m = 127.47 x N-mm

Tegangan pada serat bawah baja Σsb =

= 127.47 x / 1490 x

A(cm2) y(cm) lo(cm) d(cm) lo+Ad2(cm4)

Pelat Beton 300 6 3600.00 7 18092.62

Profil WF 96.76 34.5 33500 22 78433.71

(16)

= 855528.5 = 85 Mpa

Tahap 2 : Beton sudah mengeras ( sesudah komposit), beban seluruhnya dipikul oleh penampang komposit

Perhitungan beban : Tabel 4.2 Beban 1 Plafond = 15 kg/m2 2 Berat Ubin = 24 kg/m2 3 Berat Pasir = 80 kg/m2 4 Berat Spesi = 63 kg/m2 5 Beban Hidup = 250 kg/m2 Total = 432 kg/m2 Berat per m’, qssk = 432(3.5) = 1512 kg/m Dipikul oleh penampang komposit

Mmax(ssk) = 1/8 x (1512) x = 15309 kg-m =153.09 x N-mm

Tambahan tegangan yang terjadi : Tegangan pada serat atas baja : σsa = Mssk/ Ssa = 16.15 Mpa ( tekan)

( bagian atas baja terletak diatas sumbu netral, sehingga σsa adalah tegangan tekan)

- Tegangan pada serat bawah baja : σsb = Mssk/Ssb = 71.07 Mpa (tarik) - Tegangan pada serat atas beton :

(17)

σca = Mssk/n Sca = 1.79 Mpa Tegangan Ijin :

1. Tegangan ijin baja σ = fy/1.5 = 240/ 1.5 = 160Mpa

2. Tegangan ijin beton σc = 0.45 . f’c = 0.45 x 22.5 = 10.125 Mpa

Gambar 4.8 Penampang komposit

4.5.2.3 Menentukan Jumlah Shear Conector Yang Digunakan

 Menentukan nilai momen inersia penampang komposit, dihitung dengan menggunakan teorema sumbu sejajar.

Statis pelat beton terhadap garis netral : Sx = 16.67 x 12 x (13-6) = 2085.135 cm2

A(cm2) y(cm) lo(cm) d(cm)

lo+Ad2(c m4) Pelat Beton 300 6 3600.00 7 18092.62 Profil WF 96.76 34.5 33500 22 78433.7 lx 96526.3

(18)

Direncanakan dengan menggunakan shear conector tipe stud : ambil d = 1.9cm , h= 5cm

h/d = 5/1.9 = 2.6 < 4.2 , maka q = 6hd√

= 518.16 kg Daya pikul 1 shear conector = 518.16 kg. pada 1 penampang baja profil , ambil 2 buah stud. Gaya yang dapat dipikul oleh shear conector untuk 1cm ( searah balok) = Ḹ. Ḹ = .q/ s = 2 x 518.16/s = 1036.33/s

Gaya lintang pada balok :

- Vmax = =1/2 (qssk) L = ½ (1512) (9) = 6804 kg L = Vmax x Sx / Ix = (6804 x 2085.135)/ 96526.3 L = 146.98 kg/cm - Vx=1/4L dari ujung = [(4.5-(1/4)x9)/4.5)(6804) = 3402 L = (Vx) x (Sx) / Ix = (3402 x 2085.135)/96526.3 L = 73.49 kg/cm

 Jadi jarak shear conector dari x=0 sampai dengan 1/4L dari ujung = 1036.33/146.98 = 7.1, maka diambil s = 7 cm

 Jadi jarak shear conector dari x = ¼ smpai dengan ½ L dari ujung = 1036.33/73.49 = 14.10 , maka diambil s = 14 cm

(19)

4.5.1 Desain Penambahan Tingkat Pada Struktur Bangunan

Bangunan gedung perkuliahan di IAIN Jember lantai 2 yang berada di jalan mataram , Mangli – Jember disebut kondisi eksisting, seperti yang direncanakan sebelumnya, akan ditambahkan 1 tingkat sehingga struktur menjadi 3 tingkat. Sehingga untuk lantai 2 yang mulanya menjadi plat atap dialih fungsikan menjadi plat lantai, dan juga tingkat 3 difungsikan sebagai plat atap sesuai kondisi eksisting , namun ada sedikit perubahan pada balok konsol pendek yang strukturnya terdiri dari baja WF 450.200.9.14.

Gambar 4.9 Desain Penambahan 1 tingkat

 Balok

Jenis dan ukuran balok yang digunakan pada lantai 1 dan 2 sama, dari hasil evaluasi untuk pembebanan pada balok, kolom dan plat masih memungkinkan untuk menambah tingkat. Terkecuali untuk balok lantai 3 yang direncanakan menggunakan baja dengan WF 450.200.9.14.

(20)

Gambar 4.10 dimensi balok eksisting

Gambar 4.11 Beton yang digunakan pada balok dengan aplikasi SAP 2000

 Kolom

Untuk kolom pada kondisi eksisting, dan juga pemodelan terbaru masih tetap menggunakan dimensi dan spesifikasi yang sama.

(21)

Gambar 4.12 dimensi kolom

Gambar 4.13 Beton yang digunakan pada kolom dengan aplikasi SAP 2000

(22)

Gambar 4.15. Tulangan Polos untuk kolom

 Plat

Untuk plat lantai awalnya hanya berada di lantai 1 saja, namun sekarang plat lantai ada dilantai 2 juga. Dan lantai 3 menggunakan plat atap yang pada kondisi eksisting berada pada lantai 2 .

(23)

Gambar 4.17. Plat Atap

4.5.2 Analisa Daya Dukung Pondasi Setelah Ditambah Lantai q = qa x Apondasi = 11.3 x 160 x160 = 289280 kg = 2892.8 kN Cek.. q ijin = 2892.8 kN P = Fd + Fl = 982.775 + 145.221 = 1127.996 kN

Tabel 4.3 Reaksi Beban Mati Setelah Ditambah Lantai TABLE: Joint Reactions

1 DEAD LinStatic -11.318 -9.013 982.775

49 DEAD LinStatic 11.191 -8.933 982.48

(24)

Tabel 4.4 Reaksi Beban Hidup Setelah Ditambah Lantai TABLE:

Joint

Reactions

1 LIVE LinStatic -1.768 -2.154 145.221 49 LIVE LinStatic 1.82 -2.13 145.167 245 LIVE LinStatic -21.792 0.399 142.538 Ptanah = 2 x 65 x 175 x 160 = 3640000 cm3 = 3.64 m3 x 1700 = 6188 kg = 61.8 kN Ppondasi = Vc = 30 x 40 x 175 = 210000 cm3 = 0.21 m3 A1 = 30 x 40 x 160 = 1920000 cm3 = 0,192 m3 A2 = 25 x 65 x 40 = 65000 cm3 = 0.065 m3 A3 = ((15x65)/2) x 160 = 78000 x 2 = 156000 cm3 = 0.156 m3 Total = 0.623 m3 x 2400 = 1495 kg = 14.95 kN

P total = P + Ptanah + P pondasi = 1127.996 + 61.8 + 14.95 = 1204.746 kN

Syarat P ≤ Qijin OK 1204.746 ≤ 2892.8 kN OK